关于啮齿类动物和其他物种进化过程中足部肌肉自然丧失的新见解今天已在开放获取杂志eLife上发表。

研究表明，啮齿动物，马和鹿等物种在数百万年的时间里重塑了脚部的肌肉，使其自然丧失，与骨骼肌萎缩症有相似之处。这种情况涉及肌肉的消瘦，通常被认为是病理性的对伤害或疾病的反应。这些发现挑战了有根据的假设，即程序性细胞死亡是发育组织损失的关键驱动因素。

我们手中的肌肉控制着钢琴演奏家精确的手指运动。这些以及与脚类似的内在肌肉，也使一些动物能够以非凡的敏捷性抓住并在树木和灌木丛中操纵，从而攀爬。随着时间的流逝，自然选择改变了某些物种的移动方式，以至于许多物种不再用手和脚抓住物体。取而代之的是，与这些肢体相关的骨骼变得不成比例地变长，以增加跑步步幅并允许某些物种跳跃。

第一作者，美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校金伯利·库珀实验室高级研究生的研究生麦·特兰说：“我们想找出在数百万年的进化过程中发生了什么，以消除固有的足部肌肉。”“它们是否不能在成年动物中缺少这些肌肉的物种的胚胎中形成?还是它们沿着一条脱轨的典型发育路径开始，从而在动物完全成熟之前就消失了?”

为了回答这些问题，Tran和她的团队研究了较小的埃及jerboa，Jaculus jaculus，这只啮齿类动物在不成比例的长长的后脚上奔跑穿过非洲和亚洲的稀疏植被。这些肢体缺乏所有固有的脚部肌肉，而是具有与马和鹿类似的坚固韧带。

研究小组对这些动物进行了研究，并将它们与密切相关的实验小鼠进行了比较，发现尽管成年人的脚没有肌肉，但它们的后代发育出的肌肉在出生后很快就消失了。

Tran解释说：“已经知道，在动物发育过程中，许多地方会形成过多的细胞，例如手指和脚趾之间的织带，而这些基因会通过基因编程的细胞死亡过程而消除。”“但是我们没有看到任何证据表明在杰波亚足部肌肉中有任何细胞死亡的机制。”

对此进行了进一步的研究，研究人员发现，脚部肌肉中的细胞会分解导致骨骼肌收缩的蛋白质有序排列，并增加在骨骼肌萎缩过程中降解这些肌肉蛋白质的基因的表达。

“这是一个令人惊讶的发现，因为肌肉萎缩被认为是对禁食，神经损伤或固定不动的一种病理反应，可减少人和小鼠的肌肉细胞大小，但不会减少肌肉细胞的数量，”细胞高级助理教授金伯利·库珀说。加州大学圣地亚哥分校的生物与发育生物学专业。肌肉萎缩的特征不是'正常'骨骼肌发育的典型特征。”

库珀补充说，这一出乎意料的观察表明，正常发育和疾病的生物学过程是如何比以前想象的更加相互联系的。她总结说：“对非传统生物的进一步研究可能有助于增进我们对发育重塑的机制以及通常与疾病状况相关的生物学过程的了解。”